Ultimaker如何帮助肌肉萎缩症患者？来看Matthew博士与当地学生Krystyna的创新作品！在过去的几年里，英国的中央兰开夏大学UCLan的马修(Matthew Dickinso)博士参与了「初级工程师 MacRobert 奖章」，该奖项被公认为工程创新领域领先的创造性问题解决者。通过该奖项，马修与一名当地学生合作，使用Ultimaker S5进行研究，该研究在联合国 COP26 会议上得到认可。 克里斯蒂娜的表弟患有脊髓性肌肉萎缩症 (SMA) ，她想出一个基于外骨骼概念的SMA夹克，并将此设计命名为「外骨骼(exoskeleton)」，为患者的背部肌肉和脊椎提供支撑和额外的力量，她的发明是获得金牌的三项发明之一，全英国只有六位！ Krystyna 与外骨骼模型 最初的想法是用铝制造外骨骼，然而，当考虑到儿童的生长速度以及由此产生的外骨骼必须随之改变时，成本实在太高了。于是马修想到：可以使用3D 打印！通过生产低成本的3D打印组件，该技术提供了高水平的订制和可重复性，使外骨骼夹克成为预防伤害和康复的解决方案。 刚开始马修使用Ultimaker 2+打印机设计了第一代外骨骼，并开始使用 PLA 进行原型制作，成果让人充满希望，也为进一步发展提供了灵感，但能够设计和打印的几何形状受到单喷头的限制。   Ultimaker S5 为了克服此限制，马修改成使用双喷头的Ultimaker S5，不但开创了新的材料组合和可能性，更有助于推动项目向前发展，第二代外骨骼以S5使用 PLA 内芯对并测试尼龙和 TPU 的外壳材料，以找出性能最佳的材料生产出符合人体的组件──外部柔软，内部硬化提供刚性。 利用Ultimaker的系统，马修使用 Ultimaker Digital Factory软件优化了过程，其远程打印和监控进度的能力，也让马修能够在任何地点地点作业；Cura 和Digital Factory软件内建的分析则可计算出材料成本和打印时间，使他能够计划外骨骼的生产计划并研究如何在下一代降低成本。 透过使用Ultimaker S5，克里斯蒂娜改善表弟生活的想法在短短六个月内从概念和设计转变为原型制作和制造，马修表示，如果没有Ultimaker S5与Ultimaker Digital Factory 软件相结合的可靠性和可重复性，他将无法在如此短的时间内完成该项目，而项目完成后，被评选为 2021 年初级工程师 MacRobert 奖章的首届获奖者。   使用3D打印组件制作的辅助设备原型 马修还成为美国测试与材料协会 (ASTM) 小组委员会的主席成员，正在为国际外骨骼标准提供建议，以确保安全地制造外骨骼供人类使用，他对 ASTM 的参与使他能够与福特、波音、美国宇航局和英国航天局等国际组织进行交流。马修和 ASTM 共同努力，希望在不远的将来看到外骨骼的可及性飙升，他认为每个人都将使用3D打印来替换家里的零件，以减少依赖等待制造商生产的过程。   源文来自网络

AM Cup国际积层制造竞赛由专业制造特殊聚合物制造商索尔维(Solvay)与巴黎莱雅(L'Oréa)、Ultimaker共同赞助，AM Cup获奖者展现高性能3D打印应用，以工业制造创造复杂的聚合物形状应用，其性能和质量超过传统射出成形零件的水平。 2021 AMCup的参赛作品实现实际制造的挑战，利用Ultimaker和索尔维线材解决巴黎莱雅生产工厂的问题。 巴黎莱雅的包装科学中心材料转换暨回收负责人马修‧福雷斯特(Matthew Forrester)说：「如果我们可以使用3D打印来解决问题，将会提高生产量能和供应链灵活性。」   (目前巴黎莱雅使用上面的粉红色的机械定位盘，每次瓶子形状变化时都会变换。) 来自25所大学的 54名工程师的团队，每一位都必须为巴黎莱雅香水生产与设计零件，这些部件可以自动调整且容纳不同的香水瓶形状。技术上称为定位盘，必须确保瓶子能够在灌装产线时是高效、快速、静音地移动。 以前，巴黎莱雅制造独特的部件来保持每个瓶子的形状。但是每当生产线更改瓶子的形状时，这些部件都会被拆除并用其他特定瓶子的部件替代。3D打印机可以用来创造通用部件吗？ Segula Technologies研究的博士生3D.FAB平台的助理工程师勒马里耶(Lemarié)说：「我们研发的定位盘当中最具挑战性的是定位盘的形状可自行伸缩适应的叶片。」 获胜得奖的定位盘是由3D打印出来。事实上，比较复杂伸缩叶片的坚固底座只能透过3D打印来制造。传统加工或射出成型是无法再现所需要的精密程度。 福雷斯特 说：「如果不分解成好几个部分去印，会无法使用传统加工或射出成型来做出定位盘。」 AM Cup得奖的设计有可能解决巴黎莱雅生产线的定位盘更换，进而大大减少时间与劳动力并且提高效率。   (里昂大学团队得奖的定位盘设计成黑色，红色横截面显示叶片形状可自行适应特征。) 开发创新设计 在最终确定得奖的概念之前，该团队经历好几次设计变更。团队负责人勒博特夫(Le Boterff)与3d.FAB平台的研究工程师说：「一开始先从具有负泊松比的拉胀结构设计，这种结构在3D打印中用于各种应用案例，例如捕捉物体的柔软机械手。」最终第一种方法被证明是没用的，但激发了最后设计的概念，就是成功将瓶子保持在定位盘中。 另一个挑战是噪音。每条生产线使用数百个部件，这意味着当它们都在传送带上时会产生噪音。作为次要目标，必须结合现有或创新的解决方案，以吸收零件之间的冲击并避免产生过大的噪音量。 勒博特夫说：「从一开始，我们就把噪音问题视为次要目标，将开发重点放在可伸缩叶片上以适应所有瓶子。基于优化设计，添加了一个简单而有效的降噪系统。」   (巴黎莱雅设计实验室内的Ultimaker3D打印机) 3D打印在巴黎莱雅 欧莱雅对3D打印生产带来的好处并不陌生。甚至整合更多3D打印工厂的工具和一些 3D打印消费性产品的方式来满足灵活性、环境责任和消费者不断变化的需求等目标等。 福雷斯特说：「我们拥有自己的3D打印中心，能够每年生产数以万计的零件，加快新包装开发的上市时间。尽管原型制作仍然是公司最大的3D打印用途，但最近生产限量版消费包装，并且越来越多工厂应用3D打印作为解决方案。2021年获奖设计将在工厂内进行测试，试着取代现有的解决方案，这些解决方案中会混合使用传统加工和3D打印，将其对性能进行评估，预计将为操作员带来人体工程学的进步，并在理想情况下优化转换时间。在现今的市场，能够尽快对不断变化的市场需求做出反应至关重要。」   (Ultimaker的技术总监米格尔‧卡尔沃(Miguel Calvo)在 Ultimaker 3D打印生产中心 使用索尔维的Solef PVDF线材打印得奖设计。 ) 3D打印与材料 Ultimaker作为AM Cup赞助商角色，展示3D打印机的工业制造能力。Ultimaker 3D打印机在工厂生产比业余更常见，几乎可以适应任何专业应用。 因为疫情的关系，Ultimaker组织决赛选手的设计，由Ultimaker3D打印中心的专家选择，比赛的获胜者将获得Ultimaker 2+ Connect。化工龙头索尔维提供工业特殊材料。索尔维新业务开发经理布赖恩‧亚历山大(Brian Alexander)说：「Solef PVDF线材非常适合工业应用，易于印刷，又具备很高的耐化学性和耐磨性。」   索尔维的3D打印线材组合还包括KetaSpire聚醚醚酮 (PEEK) 和Radel 聚苯砜 (PPSU)线材，其中包括医用和碳纤维填充等级。

逆向工程 逆向工程加速了产品开发，在不同领域应用广泛。 例如，Britannia-upon-Globe（一个象征大不列颠君王专车的纯手工雕像）这款吉祥物便是通过在 3D 扫描后转化为可进行 3D 打印的设计而修复的。在汽车行业，逆向工程可用于重制磨损的老式汽车零件，例如康明斯公司曾借助此技术修复其 28 号柴油特别版赛车。逆向工程甚至可用于设计汽车现有零部件周围缺失的部件。近年来，法医鉴证人员也在利用逆向工程从犯罪现场提取更多线索。  如果您正在考虑将逆向工程技术应用于产品开发，那么在了解工作流程之后，便会对自己需要投入的时间和精力了然于心。3D 模型是决定工作流程复杂性的关键因素。 从 3D 扫描到 3D 模型 3D 扫描仪技术是所有逆向工程应用的基础，有助于以数字化形式捕捉对象的形状。然而，将 3D 扫描数据转化为 3D 模型的过程漫长且曲折，并且需要借助中间软件。CAD 工具对于产品设计而言不可或缺，但大多数 CAD 软件并未配备处理扫描数据时所需的工具。 我们所开发的 Design X 能够加速这一过程。这款软件以 CAD 内核搭载开发历时逾 25 载的扫描处理内核，支持将扫描数据作为原生几何体进行操作，并可提取各种类型的模型用于制造。 下面将介绍一些最常用的模型，以帮助您了解自己所需要的 3D 模型。   点云 是最简单的用于表示物理对象的 3D 模型。它是大量（数百万或数十亿）数据点在空间里的集合，每个点的位置由一组笛卡尔坐标 (X, Y, Z) 定义。扫描仪可结合激光产生的垂直和水平角度来计算坐标定位。作为 3D 扫描过程的输出，点云是创建 CAD 模型的基础，用于计量和质量检查。 多边形网格 是点云的关联产物。当软件将点云的测量结果结合在一起，并将接近的点云连接成三角形、四边形或其他简单的凸多边形时，就会创建出多边形网格。由此产生的顶点、边和面的集合共同定义了对象的形状。多边形网格可在屏幕上轻松地着色和渲染，所有软件都用其显示模型。 CAD 模型 类型则与多边形网格和点云数据相差甚远，几乎没有共同之处。CAD 模型由非均匀有理 B 样条 (NURB) 曲面组成，是一种用于在软件中表示 3D 形状的数学类型。此模型便于用公式和尺寸进行编辑。由于 CAD 模型可以通过调整不同类型的参数来形成完美的圆柱形或完美的平面，因此我们称其为参数驱动型模型。您还会听到它们被冠以“智能”之美称，这意味着 CAD 模型比点云或网格包含更多的信息。 在工程和设计领域，CAD 是3D模型的“圣杯”。然而，目前尚无法直接将扫描数据转换为 CAD 模型。我们可以采用一些辅助工具更轻松地实现转换，但在大多数情况下，设计师或工程师需要在软件内部从头开始创建 CAD 模型。该过程相当耗时，但 CAD 模型也是当前制造业中最常用的模型类型。 SubD （细分）曲面经常用于动画、AR 和 VR 环境中不同类型的表示。它们是 NURB 曲面的混合体，以多边形架构控制。 体素 是体积像素的简称，相当于 3D 像素。它们是微小的立方体，类似于一颗颗沙粒。体素经常用于在医疗领域为假体或支架建模。 如何在相应场景中使用合适的模型？ 各种 3D 模型的创建方式并不等效。基于点云建立 CAD 模型比基于点云建立多边形网格更加费时费力。但是，关于是否要花费精力创建 CAD 模型将完全取决于您对模型的需求。您需要的是包含制造缺陷等一切内容的精确复制品，还是需要一个完美的制造模型？下面将用一些示例来说明它们的用途。   竣工模型 ，也即精确复制的模型，旨在获取精确的表示。例如，如果您希望围绕某人的手掌制作一个支架或设备，则需要以偏差很小的模型来呈现此人的解剖结构。我们的工具支持直接将 NURB 曲面包裹在手臂的 3D 扫描结果上，并创建一个几乎精确的模型表示，误差与原始形状不超过数微米。  设计意图 – 工业零部件的 3D 模型不应该是一个精确的复制品，因为制造的零部件具有偏差。设计产品和实际产品之间允许存在误差，其被称为制造公差。虽然公差是可以接受的，但数字模型中不应该包含公差。 合二为一 – 在有些情况下，您希望大部分形状是竣工状态，而部分形状则对应设计意图，例如上图中的拓扑优化托架。此有机形状可以利用模拟软件计算得出，而模拟软件通常使用网状模型，随后用 CAD 曲面包裹。不过，我们希望孔的位置非常精确，因此将其保留为网格。 何时将 Design X 引入工作流程？ 我们已经了解了 3D 模型的类型，现在需要对数据处理工作流程进行细化了。 如果您需要的是一个网格模型，那么过程很简单。您可以使用 Design X 扫描物体，然后通过连接点云的顶点来创建网格。用于增材制造的 3D 打印机和切片软件将读取网格文件，如 STL、PLY 和 OBJ。这种简单的工作流程能够实现精确的复制，但它有一项重要的缺点，即难以编辑特征。 此外，如果涉及到铣削，网格模型也不能切削。如果您需要在一个形状上运行数控刀轨，大多数计算机辅助制造 (CAM) 软件包在 NURB 曲面上生成的刀轨比在网格上生成的刀轨更加平滑。Design X 可以快速地用曲面包裹网格，使刀轨编程更加高效。 以最经济实惠、快速而精确的方式帮助您从点云过渡到 3D 多边形模型。 最后，您往往希望通过扫描物体来创建特征齐全且可编辑的 CAD 模型。该流程的工作量最大，但这也是 Design X 最大的功用所在。Design X 能够迅速处理具有数百万点的大型扫描数据集，其速度超过其他任何软件；它有助于您应用逆向工程，快速将物理零件从基于 3D 扫描的数据转化为数字参数化 CAD 模型

利用逆向工程软件（结合了基于历史的 CAD 与 3D 扫描数据处理）对实物部件进行逆向工程，将其转化为数字参数 CAD 模型，以实现最优结果

精加工或二次加工包括改变制造零件属性的广泛过程。工程师可以简单地使用精加工来改善零件的外观并对其进行重塑以满足某些尺寸，或者使用它来增强功能，例如增加强度、耐化学性、导电性等。二次加工基本上将毛坯零件变成成品，这不仅限于传统的制造零件。3D打印部件也可以通过二次操作进行增强，但与增材制造设计非常相似，适用不同的流程和最佳实践。 在整个产品设计和制造过程中，工程师还应该考虑如何完成3D打印零件。确定适当的精加工操作取决于增材工艺、材料和几何形状以及所需的美学和功能。 本指南解释了增材制造服务提供商针对FDM和PolyJet 3D打印技术实施的主要精加工操作，按可能的精加工目标、兼容材料和适用的设计注意事项进行分组。 第 1 步：平滑表面 - 打磨 用FDM制成的塑料零件可以用手工或轨道砂光机打磨，以消除工艺中固有的阶梯效应。整理专家使用各种磨料将表面平滑到所需的美学。PolyJet 将零件形成细至 16 微米 （0.001“） 的层，因此层线不是问题，也不需要打磨。 砂光是FDM生产的零件最常见的精加工形式，因为它是一种在不影响机械性能的情况下去除层线的简单方法。精加工商还必须在涂覆涂层（如底漆、油漆或电镀）之前将零件打磨光滑，以确保光滑的表面光洁度。所有FDM材料都可以打磨到一定程度，但请咨询增材制造项目工程师，以找到最适合您应用的砂砾。 设计指南 根据打磨要去除的材料量，可能需要调整零件设计以包括补充材料。此外，请记住，很难触及小的底切、悬垂和孔洞，因此您可能需要实施替代平滑方法。 第 2 步：平滑表面 - 蒸汽平滑 蒸汽平滑通过用溶剂稍微熔化外表面来解决使用FDM制造的零件表面上的阶梯踩踏问题。将零件浸入均热板几秒钟，使塑料液化，然后立即将零件浸入冷却室以停止液化。结果是零件更光滑、更有光泽。珠子喷砂（在下一节中定义）可以在蒸汽平滑后使用，以提供哑光饰面，这通常更适合二次成膜、涂层和电镀操作。蒸汽平滑还可以保持尺寸完整性，并有助于消除液体或气体保持应用中FDM部件固有的孔隙率。 材料与应用 蒸汽平滑是在标准 ABS 和 ABS-M32 上实现 63 – 30 微米表面光洁度的快速方法，当成本或时间禁止较慢的手动平滑方法时。通常选择它来准备电镀或熔模铸造或液体保持几何形状的表面，例如模具中的瓶子或冷却线。然而，在蒸汽平滑后，表面还没有完全准备好，可能需要额外的操作才能准备好涂漆。 聚碳酸酯 （PC）、PPSF、ULTEM 9085 和 ULTEM 1010 等较强的 FDM 热塑性塑料由于与溶剂的化学反应而无法进行蒸汽平滑处理。 设计准则 确保材料是基于ABS的FDM热塑性塑料，因为该过程会改变其他塑料的机械性能。对零件的更改微不足道（不超过 0.0009 英寸/0.023 毫米），因此无需包含额外的材料。然而 我们建议避免使用在此过程中可能失真的小特征细节，例如文本或锐边。   第 3 步：平滑表面 - 喷珠 喷砂是打磨的更快替代方案，用于平滑零件表面，并且通常是到达小特征或内部通道的更简单方法。喷砂是使用喷枪和塑料介质进行的，这些喷砂介质以高速（约 100 psi）在零件表面喷砂。PolyJet 零件通常不需要喷珠，因为表面光洁度精细。   材料与应用 如果需要哑光表面光洁度，喷砂通常用于去除蒸汽光滑表面上的光泽。所有FDM材料都可以喷珠处理，但我们建议您咨询专家，了解适合您特定应用的最佳介质尺寸和磨蚀性水平。 设计准则 虽然喷珠去除了材料，但它通常非常小，不会影响整体尺寸精度。   第 4 步：平滑表面 - 翻滚 滚揉在金属工业中最常见于加工和抛光金属零件，但 Stratasys 开发了振动方法，将相同的技术应用于使用较软介质的塑料。零件被放置在充满陶瓷、塑料、合成或玉米芯介质的振动单元中，机器在其中旋转数小时，直到介质抛光表面。     材料与应用 滚揉是完成更耐用的FDM材料（包括聚碳酸酯（PC）和ULTEM材料）的绝佳选择。滚揉的一个主要优点是能够一次平滑多个零件，这是在小批量生产运行中均匀完成质量的不错选择。相对腐蚀性的陶瓷介质通常用于ULTEM 9085部件，而腐蚀性较小的陶瓷介质则用于PC。   设计准则 翻滚效果最好于圆形零件，例如管道工程，边缘和角落最少。根据设计选择介质至关重要。小部件需要小介质，而高度详细或特色部件需要复杂的介质形状，例如星形。请注意，制造商对所需表面处理的描述（例如“拉丝”或“缎面”）描述的是金属零件的结果，而不是塑料零件的结果。项目工程师根据材料、几何形状和所需的表面光洁度选择介质。此外，质量精加工使材料从外表面平滑，从表面去除 0.0015 – 0.003 英寸，因此根据所需的尺寸精度，您可能需要设计具有更厚外壁的零件。 第 5 步：满足尺寸公差 - 机加工 CNC加工通常用于从材料块中铣削零件。但是对于复杂的增材制造零件，加工可以作为辅助操作来实现非常增加刀片螺纹。   材料与应用 所有FDM材料都可以使用钻孔，攻丝，锯切，车削和铣削等操作轻松加工。大多数PolyJet材料也能够加工，除了某些等级的Tango（类似橡胶的材料系列）和在加工过程中容易撕裂的低硬度数字材料。 设计指南 加工不会改变 3D 打印零件的机械性能，但在设计零件时，请调整零件几何形状以包括将在加工过程中去除的额外材料。   第 6 步：组装组件 - 嵌件 各种金属嵌件，如螺母、螺栓和垫圈，可以在使用 FDM 构建零件期间或之后植入。一种常见的方法是使用加工工艺来确定孔的大小，然后加热刀片并将其压入零件中 - 这称为热固定。加热的塑料流入刀片滚花和脊，当塑料冷却时，它会凝固以抵抗扭矩和拉出。压接膨胀插件或螺旋油更适合 PolyJet 光敏聚合物，因为它们不涉及加热塑料。 由于FDM一次构建一层零件，因此也可以在构建过程中插入硬件。机器在某一层停止，插入件被嵌入，然后从该点恢复构建。   材料与应用 嵌件通常添加到功能原型或最终用途部件中，以固定或连接到较大组件中的其他组件。高性能FDM热塑性塑料，如PPSF和ULTEM，使用热固性嵌件可抵抗熔点，但可以嵌入较小的中间嵌件。与项目工程师讨论零件的使用方式和位置将帮助您确定合适的刀片材料。 设计指南 您可以在设计文件中包含一个内置型腔来考虑刀片或扩孔，这可以更准确，但也更耗时。 如果要在 FDM 构建过程中添加硬件，则还有一个附加准则。FDM机床只能在Z轴上暂停，因此零件应在X / Y平面上定向，以便将刀片放置在型腔中。 第 7 步：组装组件 - 热风焊接 热风焊接允许您创建大于机器构建平台的零件。CAD设计被分成带有燕尾接头的独立部分，这些接头在单独的3D打印机上构建，然后在打印后焊接在一起。热风焊接工具沿着接头缓慢拉动以熔化哀叹，然后填充接缝。热风焊接的一个优点是它不会向零件添加任何异物——它使用相同的型号的热塑性塑料。例如，它不是将阻燃ULTEM材料与可能具有潜在用途的环氧树脂粘合，而是与ULTEM粘合，从而保留零件的整体机械性能。   材料与应用 工程师使用焊接来组装太大而无法安装在一个机器构建平台上的零件，方法是对设计进行切片，构建单独的零件并将它们连接在一起。切片和焊接也用于节省时间。项目工程师可以战略性地分割零件，通过从零件上切割悬垂特征并单独构建它们来消除过多的支撑结构。   设计准则 为了获得最佳效果，零件应在非承重区域和带有燕尾接头的较厚壁上切片，以优化整体强度。增材制造项目工程师可以帮助您根据几何形状决定零件的分段位置和方式，以优化大型零件的强度、构建时间和成本。 第 8 步：组装组件 - 粘接 粘接是连接多个部分以创建大型零件的另一种方法。增材制造项目工程师通常使用双组分环氧树脂，因为它们表现出出色的机械强度并且易于使用。将环氧树脂组分混合，然后用分配器或刷子涂抹。 氰基丙烯酸酯，也称为强力胶，是一种流行的快速固化粘合剂，用于 PolyJet 零件的轻型粘接应用和维修。   材料与应用 一些耐化学腐蚀的FDM材料不会与某些溶剂或胶水粘附。请咨询增材制造项目工程师，以确定适合您的零件材料的最佳连接工艺和粘合化学品。   第 9 步：功能性或外观涂层 - 密封 FDM部件在机器上是天然多孔的，这对容纳气体和液体构成了障碍。解决方案是用耐水或耐化学腐蚀的环氧涂层密封零件。蒸汽平滑还可以密封FDM零件的表面，但仅限于不高于大气压的应用。两组分环氧树脂刷到零件表面可产生气密密封，并可抵抗许多化学试剂。另一种选择是将FDM部件浸入环氧树脂中，并使用真空渗透环氧树脂以形成防水密封并耐化学试剂和高温。PolyJet材料不是多孔的，通常不需要密封工艺。   材料与应用 环氧涂层和渗透增强了FDM部件，适用于从原型到最终用途的许多应用，包括成型工具的冷却管线、燃料保持器、进气歧管、管道系统等。所有FDM材料都与任一方法兼容，并在处理后保持高达65 psi（448 kPa）压力的气密密封。 设计指南 避免复杂的特征和内部通道，这些特征和内部通道可能难以通过涂层到达。如果您的零件需要满足严格的尺寸公差，我们建议使用不会影响尺寸的环氧树脂渗透。 第 10 步：功能或外观涂层 - 电镀 电镀在零件表面沉积一层薄薄的金属，例如铬、镍、铜、银或金。电镀涂层赋予生产金属的外观，并提供具有反射特性的坚硬、耐磨表面。在电镀之前，FDM部件需要打磨光滑，并通过蒸汽平滑工艺，溶剂浸渍或油漆密封，以帮助化学粘附。     材料与应用 电镀通常用于外观原因，但也增加了强度和表面耐久性。在测试中，电镀FDM测试棒的拉伸强度增加了10-12倍，弯曲测试的结果显示增加了21-24倍。增加的强度使电镀非常适合汽车应用，装饰价值有利于家用灯具和电器应用。ABS-M30，ABS和ABSplus已经过电镀测试。电镀也可以应用于刚性和类似ABS的PolyJet材料，包括Digital ABS和Vero系列材料。 设计准则 为了使金属正确粘附在零件表面，它必须非常光滑。增材制造项目工程师将与您一起优化FDM构建方向，以最大限度地减少层线。您还需要抵消CAD模型中电镀带来的额外厚度。 第 11 步：功能性或外观涂层 - 底漆和喷漆 FDM零件可以涂底漆和喷漆，以生产有吸引力的概念模型，功能原型和最终用途零件。在喷漆之前，FDM零件应通过蒸汽平滑，应用车身填充物和打磨进行抛光。使用PolyJet打印的3D模型在构建室中是光滑的，无需初始抛光即可接受油漆。   材料与应用 涂漆 3D 打印部件是概念和显示模型或应用的理想选择，几乎具有任何外观要求。所有FDM材料都可以涂漆，但ABS和ABS-M30通常需要最少的平滑工作。所有PolyJet材料也可以涂漆，并与大多数塑料涂料兼容，例如丙烯酸和清漆。 设计准则 如果您的零件要涂漆，它需要尽可能光滑，这从设计开始。对于FDM，选择将生成光滑表面的构建方向，但请记住方向也会影响强度。项目工程师通常会选择最小的尖端尺寸和最薄的切片，以在保持强度的同时创建光滑的表面。孔、底切和空腔也必须考虑在内，因为在打磨、打底和喷漆时很难触及它们。 第 12 步：结论 通过精加工摆脱传统的设计限制！ 3D打印技术打破了传统制造的规则。它允许工程师构建复杂的几何形状，创建大型零件，功能而不是制造过程。那么，为什么要在一个平庸的部分上用广泛的可能性换取漂亮的美学呢？通过增材制造专家的正确二次操作，您不必这样做 - 您可以制造具有出色表面质量的硬加工零件。精加工增强了3D打印

如果您曾经尝试过在3D打印机上打印非常小或薄的特征，您可能已经注意到这可能是一个挑战！大多数3D打印机都有固定的喷嘴尺寸，所以如果你想打印只有喷嘴宽度50%（或150%）的东西，这需要特别注意。值得庆幸的是，Simplify3D包含了为这个确切场景创建的一整套功能。本教程将帮助您了解 Simplify3D 中存在的薄壁设置以及如何使用这些设置来改进您的 3D 打印！ 首先，重要的是要了解即使是大型模型也可能难以处理小特征。例如，大部分零件可能仍包含模型本身内的薄壁。许多零件还包含锋利或锥形边缘，可能会产生非常薄的挤压件。因此，无论您打印哪种类型的模型，了解这些特殊功能都很有用。在本教程中，我们将使用用户Non-ICE的“玩具开放水轮机”模型。此模型包含几个细的锥形刀片，这些刀片连接到模型中心的狭窄轮毂。我们已经设置了一个工厂文件，其中包含此模型以及本教程的初始设置。单击此处下载工厂文件，以便您继续操作。 出于本文的目的，我们将这些精简功能分为 2 类 – 外部和内部。外部薄壁是从模型外部可见的非常薄的特征。例如，如果您的喷嘴宽 0.4 毫米，而您正在打印的壁厚仅为 0.2 毫米，则这将是外部薄壁。内部薄壁是模型内部可能出现的小空隙或间隙。如果使用 1.0mm 喷嘴打印 0.4mm 宽的墙壁，则墙壁两侧的周边之间可能存在一个小的内部间隙。我们将分别查看每种墙类型，以便您了解如何为每个方案配置 Simplify3D。 外部薄型特征 下载我们为涡轮提供的工厂文件，并在 Simplify3D 中打开此文件。该模型包含几个非常窄的叶片，厚度仅为约0.35mm。如果单击“编辑过程设置”，您可以看到出厂文件中包含的默认设置使用0.4mm的喷嘴直径。这意味着我们涡轮的叶片实际上比我们打印它们的喷嘴小！因此，如果您在Simplify3D中单击“准备打印”，您会注意到预览中缺少刀片。默认情况下，Simplify3D 不会打印小于拉伸宽度的特征，但是，该软件可让您完全控制自定义此行为。 如果单击“编辑进程设置”，然后导航到“高级”选项卡，您将看到专门用于薄壁行为的整个部分。默认情况下，“外部薄壁类型”设置为“仅周长”。这意味着软件将尝试仅使用周边打印模型的外墙。对于要保持零件结构完整性的常规尺寸打印件，这是一个很好的默认设置。但是，对于像我们的涡轮叶片这样的非常薄的特征，我们希望将此选项更改为“允许单个挤出壁”。这告诉软件，如果它遇到无法用正常周长打印的薄壁，它可以尝试通过为薄形状创建单独的拉伸来打印该墙。单击“确定”保存此更改，然后单击“准备打印”以在预览中查看更改。 左：仅周边，右：单挤压壁（刀片以深蓝色显示） 如您所见，涡轮叶轮的叶片现在包含在预览中。如果将预览着色模式更改为“特征类型”，您将看到风扇叶片显示为深蓝色，表示它们是使用外部单拉伸打印的。该软件将自动调整在这些区域挤出的塑料量，以尝试尽可能匹配所需的形状。Simplify3D 还能够改变这些拉伸的厚度，允许您打印具有不同横截面的形状。例如，如果该型号的叶片从 0.35 毫米逐渐变细到 0.25 毫米，软件将进行适当的调整以实现锥形效果。因此，如果您正在打印小的外部特征，您可以快速看到单个挤出是多么有用！ 内部薄型特征 现在，我们将使用相同的涡轮机模型来探索内部薄特征。放大到模型的顶部，您会发现一个带有 4 根辐条的中央轮毂，这些辐条连接到轮辋。这些辐条的宽度约为 1.4 毫米，因此当以 0.4 毫米的挤出宽度打印时，辐条的每一侧都有一个 0.4 毫米的周长，这些周长之间有 0.6 毫米宽的间隙。如果在 Simplify3D 预览中分析这些辐条，您将看到该软件使用称为“间隙填充”的东西来填充周边之间的空间。间隙填充类似于模型内部的正常填充。挤出机以来回模式移动，挤出将两个周边连接在一起的塑料线。这可能很有用，因为它在这些周边之间建立了许多结构连接，但是，还有另一种选择可以在单个运动中填充这些间隙。 如果单击“编辑工艺设置”并返回“高级”选项卡，您将看到“内部薄壁类型”默认设置为“允许间隙填充”。填补这些间隙的另一种方法是使用单个挤压件，类似于我们刚刚用于外部涡轮叶片的挤压件。选择“允许单挤出填充”以启用此选项。当您单击“准备打印”时，您将看到这些辐条之间的间隙现在由单个挤出填充，该拉伸已被调整以填充0.6mm间隙。 左：间隙填充，右：单挤出填充（深绿色） 如果将预览着色模式设置为“特征类型”，则会注意到内部单个拉伸以深绿色表示。和以前一样，软件将调整挤出的材料量，以完美地填充模型中的内部间隙和空隙。使用单次拉伸允许打印机在单次通过中填充这些间隙，而不是来回图案。这可以缩短您的打印时间，甚至产生更好的表面光洁度！如果您查看模型中间的中央轮毂，您也会看到该区域的深绿色单拉伸。这些单个挤出件在单个连续循环中打印，但是，沿着循环动态调整挤压件的厚度以填充周边之间的不同间隙。这非常有用，允许您打印更复杂的形状，因为知道软件将进行适当的调整以确保最佳打印质量。 单挤出设置 现在，您已经了解了如何将单个拉伸与模型一起使用，接下来可以了解一些其他设置，这些设置可以调整这些单个拉伸的打印方式。以下所有设置都可以在流程设置的“高级”选项卡上找到。这些设置适用于内部和外部单个拉伸。 允许的周长重叠– 此设置确定周长和单个拉伸之间的首选项。如果壁变得足够窄，以至于周长重叠超过此数量，则将使用单个挤压。如果要创建更多周长，请使用较高的值;如果要创建更多的单个拉伸，请使用较小的值。 最小挤出长度 – 如果单个挤出短于此距离，则不会打印。 这很有用，因为它允许您过滤掉非常小的移动，从而节省宝贵的打印时间。 最小和最大打印宽度 – 您可能会发现打印机在打印极小或非常厚的挤出材料时遇到问题。这些设置允许您限制打印单个拉伸的宽度。例如，如果您使用的是最小挤出宽度为0% 的 4.50mm 喷嘴，这意味着打印的所有单个挤出宽度将至少为 0.2mm。同样的原则也适用于最大打印宽度。 端点延伸距离 – 打印单个拉伸时，确保这些拉伸的起点和终点牢固地连接到基本模型非常重要。例如，我们的涡轮叶片的内端可能难以粘在轮辋上，因为刀具路径只有单点接触。此设置允许将单个拉伸的长度延长两侧的设定值，这可以增加与基本模型的重叠以创建更强的连接。   如您所见，这些设置为自定义单个拉伸的打印方式增加了很大的灵活性。确保适当调整这些设置，以针对特定模型获得最佳效果。